Mit finanzieller Unterstützung des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg haben die Hochschulen Aalen, Reutlingen und Esslingen in Zusammenarbeit mit der Steinbeis-Stiftung die Transferplattform Baden-Württemberg Industrie 4.0 gegründet.

Vor dem Hintergrund der Innovations- und Digitalisierungsschere zwischen Großbetrieben auf der einen Seite und kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) auf der anderen Seite, ist es Ziel der gemeinsamen Transferplattform, insbesondere den KMU in Baden-Württemberg die Chancen der unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ bezeichneten Technologien aufzuzeigen und den Einstieg in umsetzbare Projekte zu ebnen.

Konkret verstanden wird hierunter insbesondere die digitale Vernetzung von Maschinen und Anlagen mit Edge Cloud und Cloud-Technologie, mit der eine intelligente selbstorganisierte Produktion möglich wird. Hierbei werden Schwerpunkte auf die Themenstellungen Künstliche Intelligenz, Sensorik und Aktuatorik, Smart Factory Data und Simulation, Systemkompetenz in der Industrie 4.0, Mensch-Maschine Interaktion, Big Data, Data Mining und Datensicherheit sowie digitale Geschäftsmodelle und Nutzenpotentiale der Industrie 4.0 gelegt.

Durch die Bündelung der jeweiligen Fachkompetenzen der drei verschiedenen Hochschulen sowie der Transferexpertise der Steinbeis-Organisation sollen praxisrelevante Lösungen gefunden werden, die der Wettbewerbsfähigkeit der regionalen KMU zugutekommen. Die Einrichtung von Industrie 4.0-Laboren zu Demonstrationszwecken soll den Unternehmen die Möglichkeiten aufzeigen und eine Ausgangsbasis für die gemeinsame Definition von Pflichtenheften bilden.

Zentrum Industrie 4.0

Das der Steinbeis Transferplattform Industrie 4.0 angegliederte „Zentrum Industrie 4.0“ der Hochschule Aalen hat die Aufgabe, das Industrie 4.0 Rechnerlabor zu betreiben und die Lehr- und Forschungsfabrik (CP-Factory) auszubauen. Diese dient als Keimzelle für Transferprojekte mit Unternehmen und ist Testumgebung für I4.0 Produkte von Firmen. Als Hands-on Plattform wird sie zudem für Praktika, Laborkurse und Bachelor- sowie Masterarbeiten verwendet.

Unsere Schwerpunktthemen sind:

  • Sensorik und Aktuatorik
  • Big Data
  • Data Mining,
  • Maschinelles Lernen
  • IT-Sicherheit
  • Digitale Geschäftsmodelle.

Die Transferaktivitäten der Hochschulen werden in Kooperation mit der Steinbeis-Stiftung gebündelt und verzahnen zwei Instrumente miteinander:

Zum einen die Einrichtung standortübergreifender Industrie 4.0-Labore als Demonstrationszentren, zum anderen das auf dieser Basis operierende Transfermanagement. Diese werden in Form von Forschungsprojekten in konkrete Lösungen umgesetzt. Themen sind die virtuelle Inbetriebnahme von automatisierten Sondermaschinen (Digitaler Zwilling), der Aufbau eines Demonstrators für eine digitale Plattform und die Netzwerküberwachung (IT-Sicherheit).

Weiterführende Aufgaben sind die Organisation der Vortragsreihe „Industriedialog Industrie 4.0“ sowie diverse Angebote zur Aus- und Weiterbildung (z.B. „Lunch & Learn“- Workshops).

Virtual Automation Lab (VAL)

Im Rahmen der I4.0-Transferinitiative der Hochschule Esslingen wurde an der Fakultät Maschinenbau ein neues Forschungslabor mit dem Namen Virtual Automation Lab – kurz VAL – aufgebaut. Im VAL werden Forschungsthemen im Kontext Industrie 4.0 mit dem Schwerpunkt Smart Factory Data und Simulation bearbeitet. Dabei liegt der Fokus auf der anwendungsorientierten Forschung und dem Transfer der Forschungsergebnisse in die Industrie.

Themenschwerpunkte am VAL:

  • Methoden für die Anwendung von Digitalen Zwillingen im Maschinenbau im Kontext Industrie 4.0 (Digital Twin as a Service)
  • Einsatz von Augmented Reality (AR), Mixed Reality (MR) und Virtual Reality (VR) Methoden im Maschinenbau
  • Edge-Cloud Computing mit Digitalen Zwillingen
Die endgeräteunabhängige Nutzung von Digitalen Zwillingen als Mehrwertdienst steht am VAL in Form einer integrierten und portablen Serverlösung im Fokus (Quelle: VAL, Hochschule Esslingen)

Hochschule Esslingen, Labor Automatisierungstechnik
Automation Systems Laboratory

Das Automation Systems Lab – ASL und das Virtual Automation Lab – VAL sind die fachlich tragenden Labore der Transferplattform BW Industrie 4.0 an der Hochschule Esslingen. Im Fokus des ASL stehen anwendungsorientierte Forschung und niederschwelliger Transfer insbesondere in KMU.

Neben den klassischen Automatisierungstechnik-Themen wie:

  • Steuerungstechnik – SPS-Technik
  • Digitale Signalverarbeitung und Regelungstechnik
  • Industrielle Kommunikation
  • Motion Control – NC-/RC-Techniken

werden im ASL Industrie 4.0 relevante Themen bearbeitet:

  • Virtuelle Maschinen – Virtuelle Inbetriebnahme
  • Industrielle Kommunikationssysteme -Anbindung von Produktionsanlagen an Cloud
  • Cloud Services: Prognostics and Health Management, Predictive Maintenance, Data Analytics
Quelle: Automation Systems Lab, Hochschule Esslingen

Die Steinbeis Transferplattform BW Industrie 4.0 ist eine der Forschungsinitiativen am Lehr- und Forschungszentrum »Wertschöpfungs- und Logistiksysteme« der Hochschule Reutlingen. Das Forschungszentrum hält Infrastruktur auf dem neuesten Stand der Technik und Wissenschaft bereit. Mit Hilfe einer virtuellen, dreidimensionalen Entwicklungsumgebung, generativen Fertigungsverfahren, modularen Montagesystemen, innovativer Fördertechnik, kollaborativen Robotern und visuellen Assistenzsystemen können wissenschaftliche wie auch industrielle Fragestellungen beantwortet werden.

Die Schaufensterfunktion für die Themen im Kontext »Industrie 4.0« erfüllt das Werk150, ehemals Logistik-Lernfabrik der ESB Business School. Es bildet ein exemplarisches Produktionsunternehmen mit seiner gesamten industriellen Wertschöpfungskette und einem wechselndem Produkt- und Dienstleistungsportfolio ab.

Im Werk150 demonstrieren, konzipieren und gestalten wir:

  • Demonstratoren zum Know-how-Transfer – so werden Industrie 4.0-Potenziale sichtbar,
  • den Einsatz von cloud-basierten Werkzeugen zum serviceorientierten kollaborativen Engineering,
  • smarte Automatisierungslösungen in der Logistik,
  • Blockchain-Lösungen in der Supply Chain,
  • agile Wertschöpfungsstrukturen und -prozesse,
  • hybride Arbeits- und Produktionssysteme,
  • Methoden und Werkzeuge für die Planung und Realisierung zukunftsfähiger Fabriken, Produktionssysteme und Lager,
  • Lösungen zur kostenoptimalen Gestaltung der logistischen Versorgung auf der strategischen (Standort- und Produktionsstrategien), taktischen (Wandlungsfähigkeit und Robustheit) und operativen (Dynamik und Flexibilität) Ebene,
  • Lösungen mit 5G-Campusnetzen in Produktion und Logistik (das Werk150 besitzt ein vollwertiges 5G standalone Campusnetz).